Вихретоковое устройство для неразрушающего контроля Советский патент 1978 года по МПК G01N27/86 

Ибретенис относится к области неразрушающего контроля электромагнитным методом и мо жет быть использовано для контроля электропроводности материала изделий, толщины листов и стенок труб для выявления дефектов. Известен электроиндуктивный толщиномер, содержащий индуктивный преобразователь, генератор для питания преобразователя, усилитель сигнала преобразователя, соединенные аоследовательно, фазовый детектор и фазовращатель, снабженный нелинейным резистором уг1ра: ляемым выходным напряжением фазового детектора, которые включены между выходом усилителя и выходом генератора и индикатор напряжения на выходе фазового детектора II. Недостатком его является низкая надежность ввиду того, что не обеспечивается фазовый сдвиг, равный 90° меж.1у опорным напряжением и частью измеряемого напряжения, обусловленной изменением зазора между изделием и преобразователем при уменьшении или увеличении толщины изделия от номинального значения. Наиболее близким по технической сущности является BiixpeTOKOBoe устройство для неразруп1ающего контроля, содержащее рабочий преобразователь, подключенный к нему генератор тока, измерительную цепь, вход которой соединен с рабочим преобразователем, и включающую последовательно соединенные компенсатор, усилитель сигнала, фазовый детектор, индикатор и опорную цепь, включающую. юследовательно соединенные компенсатор, усилитель сигнала, фазовращатель и усилите.ьстабилизатор опорного напряжения, подключенный ко второму входу фазового детектора 2. Недостатком его является низкая надежность измерений ввиду недостаточного подавления влияния зазора между преобразователем и изд.елием. Предложенное внхретоковое устройство д.чя неразрущаюн1его контроля отличается тем, что, с целью повышения надежности контроля, оно снабжено компенсационным преобразователем, идентичным рабочему преобразователю, индикатором напряжения, входы которого соединены с соответствуюц-1ими выходами усилителей сигналов измерительной и опорной цепи, каждый преобразователь выполнен в виде токовой обмотки, соединенной с генератором тока, двух коаксиальных соединенных согласно измерительных обмоток, подключенных к комненсатору измерительной цепи и двух соединенных последовательно встречно дополнительных обмоток, намотанных совместно с измерительными обмотками в «два провода одинакового диаметра, соединенных для рабочего преобразователя с компенсатором опорной цепи, а для компенсационного преобразователя - с его общей шиной. На фиг. 1 представлена блок-схема предлаой.иого устройства; на фиг. 2 - пример подсоединения накладных преобразователей параметрического типа; на фиг. 3 - схематичное изображение преобразователя трансформаторного типа. Вихретоковое устройство для неразрушающего контроля содержит генератор 1 тока, подключенные к нему рабочий и компенсационный преобразователи 2, 3, например, накладные трансформаторного типа с токовыми обмотками 4 и 5, измерительными 6, 7 и 8, 9 и дополнительными 10, 1 1 и 12, 13 обмотками, электрическую цепь 14, подключенную к компенсационному преобразователю 3, имитирующую нагрузку дополнительных обмоток 10 и 11 рабочего преобразователя 2, компенсаторы 15 и 16, соединенные с генератором 1 и с иреобразователями 2 и 3, усилители 17 и 18 сигнала, подк.пюченные к выходу компенсаторов 15 и 16, фазовый детектор 19, вход которого соединен с усилителем 17, индикатор 20. подключенный к выходу компенсаторов 15 и 16, фазовый де тектор 19, вход которого соединен с усилителем 17, индикатор 20, подключенный к выходу фазового,детекторд 19, фазовращатель 21, подключенный к выходу усилителя 18, усилительстабилизатор 22, соединенный с выходом фазовращателя 21, индикатор 23 напряжения, подключаемый к выходу усилителей 17 и 18. Устройство работает следующим образом. . Напряжение с генератора 1 тока поступает на компенсаторы 15 и 16 и через идентичные резисторы на токовые об.мотки 4 и 5 рабочегои компенсационного преобразователей 2 и 3. Напряжение с измерительных обмоток 6 и 7 рабочего и 8 и 9 компенсационного преобразователей че|гез компенсатор 15, служащий для подавленчя разностного напряжения с измерительных обмоток преобразователей при подведении аод них идентичных изделий 24 с номинальны. зазором между преобразователями и изделиями, поступает на усилитель 17.. Усиленный сигиа.1,1 подается на измерительный вход фазового детектора 19. На второй вход фазового детектора 19 в качестве опорного напряжения подается сигнал с дополнительных об -МОТОК 10 и 11 рабочего преобразователя 2, предварительно прошедщий через компенсатор 16, усилитель 18 сигнала,., фазовращатель 21 и .усилитель-стабилизатор 22. С помощью компенсатора 16 подавляется разностное напряжение на выходе дополнительных обмоток рабочего преобразователя при отсутствии под ним изделия, а с помощью фазовращателя 21 устанавливается сдвиг по фазе, равный 90°, между опорным напряжение.м фазового детектора 19 и измеряемым напря.иением, поступающим с усилителя 17, которое обусловлено изменением зазора между рабочим преобразователем 2 и изделием. При изменении величины кортролируемого параметра, например, электропрЪводности изделия 24, подведенного под рабочий преобразователь 2, на выходе измерительных обмоток возникает напряжение. При этом, изменится фаза части этого напряжения, обусловленною изменением зазора .между рабо чим преобразователем 2 и изделием 24. Однако, на такой же угол изменится и фаза напряжения на входе усилителя-стабилизатора 22, и, следовательно, сдвиг по фазе опорного напряжения относительно части измеряе.мого напряжения, обусловленного изменением зазора, сохранится равным 90°. Это означает, что изменение зазора между преобразователе.м 2 и изделием 24 не оказывает влияния на показание прибора при изменении величины контролируемого параметра. В случае применения накладных преобразователей не трансформаторного типа (фиг. 2) к генератору 1 тока подсоединяются измерительные (токовые) обмотки 6, 7 и 8, 9 рабочего и компенсационного преобразователей 2 и 3. В остальном блок-схема и его работа не меняются. Формула изобретения Вихретоковое устройство для неразрушающего контроля, содержащее рабочий преобразователь, подключенный к нему генератор тока, измерительную цепь, вход которой соединен с рабочим преобразователем, и включающую последовательно соединенные компенсатор, усилитель сигнала, детектор и фазовый индикатор, и опорную цепь, включающую последовательно соединенные компенсатор, усилитель сигнала, фазовращатель и усилитель-стабилизатор опорного напряжения, подключенный ко второму входу фазового детектора, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности контроля, оно снабжено компенсационным преобразователем, идентичным рабочему преобразователю, индикатором напряжения, входы которого соединены с соответствующими выходами усилителей сигналов измерительной и опорной цепи, каждый преобразователь выполнен в виде токовой обмотки, соединенной с генератором тока, двух коаксиальных соедиценных согласно измерительных обмоток, подключенных к компенсатору измерительной цепи и двух соединенных последовательно встречно дополнительных обмоток, намотанных сов местно с измерительными обмотками в «два провода одинакового диаметра, соединенных для рабочего преобразователя с компенсатором опорной цепи, а для компенсационного преобразователя - с его обшей шиной. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР № 260191, кл. G 01 В 7/10, 1969. 2.Авторское свидетельство СССР № 458702, кл. G 01 В 7/06, 1975.

1 Y//////m

Риг. t

Pui. 2

6,10 (8,12

//////////////////// y//

Рш. 3